聚焦一流 创新引领│2024年度广西科技进步奖励获奖项目系列报道之
十七载科研攻关，破解喀斯特地区玉米种植难题
——记2024年度广西科学技术进步奖二等奖“喀斯特地区玉米“五改”高产高效技术创新与应用”
今年立春，新一季玉米播种期到来之际，广西农科院玉米研究所玉米栽培生理研究室的技术员再次来到河池市都安县地苏镇拉堂村，现场指导农户播种及田间管理技术。村民说，过去种植玉米从不讲究株距、行距，也未曾意识到播种密度不足可能影响产量。近年来，在技术员指导下，“村里的玉米地产量提高了，劳作还不用那么费劲了”。
这种变化的背后，是一支科研团队 17 年持续攻关的结果。针对桂滇黔川鄂渝等西南喀斯特地区玉米生产面临的多阴寡照、土壤瘠薄，以及耐密高产品种匮乏、肥水利用效率低、机械化程度低等突出问题，广西农科院玉米研究所玉米栽培生理研究室以“喀斯特地区玉米‘五改’高产高效技术创新与应用”为课题，联合攻关 17 年。其间，团队开展玉米增密高产联合调控理论研究，筛选优良品种，攻克关键技术并创制配套新农机具，构建起以 “改土培肥、宜机增密” 为核心的 “五改”（改品种、改培肥、改播种、改密度、改收获）高产高效技术体系，推动该区域玉米产量和效益显著提升，使昔日的 “石旮旯”焕发出振兴乡村建设的新活力，为西南玉米产业高质量发展提供了有力支撑。
石缝里的难题：用脚步丈量贫瘠土地“家底”
玉米是广西第二大粮食作物，常年种植面积达 900 余万亩。但在桂、滇、黔、川等喀斯特地区，玉米种植却长期面临 “先天不足” 的困境。2023 年全国玉米单产已达 435.5 公斤 / 亩，而这片山区的平均单产仅 312.3 公斤，不到全国水平的四分之三。
从事玉米育种与栽培技术研究30余年的项目带头人程伟东讲到，刚参加工作时，他和同事时常深入广西多地的石山区调研，眼前的景象让他难忘：石头缝里挤出的土壤薄得能看透底，巴掌大零星的地块里，玉米苗长得东倒西歪，一株上结的棒子还没有拳头大。当地农民无奈地表示，这里“三天无雨苗发黄，一场大雨土冲光”，种玉米是否有收成？收成多少？这就要“看天看地”碰运气。自此，改变广西喀斯特地区特殊地貌种植难的问题，成为广西农科院几代科研人的目标。
2007年，国家玉米产业技术体系平台启动建设，广西农科院玉米研究所成立栽培组，石达金任负责人，不久后组建玉米栽培生理研究室。17年间，团队人员虽有调动，但科研课题从未中断，更完成了新老交替的队伍建设。
为摸清玉米主产区种植现状，团队开启了漫漫的调研之路。喀斯特山区路况极差，进村的路多是盘山路，50多公里的路程时常要颠簸2至3个小时。团队用脚步丈量出这片土地的“家底”：土壤瘠薄、多阴寡照，生产中普遍存在种植密度低、肥水利用效率低、机械化水平低、耐密品种少、宜用中小型农机具少等突出问题。2008年，根据调研结果，项目组选择在平果、马山、天等、都安、兴宾区等5地开展示范种植，迈出攻坚第一步。
从“稀”到“密”：建立筛选测试评价体系有门道
要增产，先改种，这是项目团队得出首个结论。上个世纪90年代，农民种植玉米喜欢选稀植大穗品种，总觉得玉米棒子大了就能高产。但科研人员研究发现，这类的品种抗病性差，遇到南方连雨、台风季节时容易烂穗，而且低密度下玉米总产量难提升。
可换什么品种？为了找到适配品种，科研团队结合区域生产模式，从国内外引进玉米新品种 1375 个，依托国家玉米产业技术体系平台在广西、云南、贵州、四川、湖北和重庆等地开展品种适应性、耐密性、丰产性等系统鉴定评价，建立喀斯特地区品种鉴选测试评价体系和品种测试评价平台，让后续的品种更新有了“标尺”。
开展品种鉴定工作，这是一项重复而繁琐的事业。科研人员要逐株记录每个品种的生长数据：耐不耐密、抗不抗病，密植下结实匀不匀，产量是否稳定……每年立秋前后，正是高温时节，试验田里温度常超35℃以上，他们顶着烈日穿梭在玉米地中，汗水顺着脸颊滴进泥土，衣服湿了又干、干了又湿，后背结出白花花的盐霜。每个品种要测株高、穗位、抗病性，记录开花期、成熟期。甚至有时候为赶在台风前完成抗倒性鉴定，科研团队连续几天下到田里工作到深夜。
经过不断筛选和比对各类数据，团队鉴选出适宜喀斯特地区密植、高产、抗主要病害的品种 48 个，其中，桂单 162、川单 99、中单 808等 8 个品种已列入农业部（现为农业农村部）的主导品种，解决了喀斯特地区适配品种的问题。
为了更好地推广新品种，让老百姓改变传统的种植理念，科研团队采取多种渠道和形式，时常深入农村乡镇举办新品种新技术示范现场会，组织种植观摩会，用现场事实说话的形式，辐射带动周边村屯农户掀起推广玉米新品种的高潮。在技术带动下，部分玉米新品种试种示范每亩最高增产达到12.49%，新技术示范最高每亩增产12.06%，极大提高了种植户的种植收益。
“缩行增密”：让技术在田埂间落地生根
品种选好了，怎么种？过去该片区采用“宽行稀植”，行距0.8到1米，密度低、效率低问题突出。科研团队提出“缩行增密”技术，即通过调整玉米种植密度和行距优化植株分布，提升光能利用率和通风条件。
为了更好推广，每到播种季，科研人员总是赶在天亮前从实验室出发，奔赴到田间地头示范种植。在实践中，科研人员又遇到难题。由于喀斯特山区地块小，大型播种机进不去，小型机又不配套，人工播种效率低且密度不均。
科研团队决定自主研发农机具，他们奔走考察广西各大农机企业，筛选技术匹配的企业联合攻关。团队一遍遍修改设计图纸，在车间反复调试播种机的排种器转速、行距调节器精度。最终，科研团队与农机企业共同研制出玉米种植专用翻土装置、轻简高效播种机、施肥装置和小型收获机等系列装备 4 台 (套)。
这些装备可使土壤翻土质量提高 5.28%，播种效率提高 2～3 倍，施肥效率提高 5～7 倍，收获效率提高 6～9 倍。在此基础上，科研团队又研发出机械化等行距（65cm）种肥同播增密齐苗技术，制定《玉米机播壮苗技术规程》，使种植密度从2500株/亩提高到3300～3500株/亩，出苗整齐度达95%。这项技术入选2024年广西主推技术，已在广西推广100多万亩。
玉米种肥同播增密齐苗生产技术
改土培肥：技术走出实验室扎根“石头地”
土不好，啥品种、啥技术都是纸上谈兵。团队深知，喀斯特土壤瘠薄、有机质少，保水保肥能力差，一场大雨就能把刚施的肥冲个精光，改良土壤势必成为攻坚道路上另一个硬骨头。
如何改良，从哪里入手？经过大量走访和调研，科研团队把目光投向玉米秸秆。过去农民习惯焚烧秸秆，既污染又浪费。研究发现秸秆还田能增加土壤有机质，但喀斯特山区地块零散，秸秆粉碎和还田难度极大。科研团队迎难而上，研发机械化秸秆还田技术，制定《机械化秸秆还田技术》标准，发明提高玉米秸秆粉碎效率的装置（ZL201820041973.3）。该技术能够改善土壤生境、促进根系分泌物增加和土壤透气性，提高土壤生物活性和有效性，改善土壤碳库，土壤有机碳和微生物量碳含量显著提高 5.1% 和 15.8%，提高土壤固碳潜力，解决了土壤有机质含量低的问题。
光靠秸秆还田不够，科研团队又研发出“适度深松+旋耕+一次性缓控释肥施肥”技术：深松打破犁底层，让根系往下扎；旋耕让土壤细碎，便于出苗；缓控释肥像“营养胶囊”，按需释放养分。为验证效果，科研人员在田间埋设土壤传感器，24小时监测土壤湿度和养分变化，连续数天奔波在田间地头采集数据。
随着技术应用， 土壤改良效果显著：0～30cm土壤紧实度下降 4.21%～6.37%、容重下降1.20%～2.73%、孔隙度提高 3.67%，土壤团聚体稳定性、透气性提高 10% 以上，水分利用效率提高 11.2%，氮肥生产力提升 9.1%，极大解决了土壤贫瘠、耕层浅、容重大、肥水固持能力弱等突出问题。
与此同时，科研团队研究员积极奔走在天等、都安、马山、武宣、平果和贵港等地，通过实地培训村干部、种粮大户，农户代表，让这项科研技术不仅是在实验室，而是扎根在田间地头里，为群众提高玉米产量提供及时指导。
”适度深松+旋耕+一次性缓控释肥施肥”改土固碳培肥技术
晚收减损：把 “漏掉” 的产量捡回来
喀斯特地区玉米收获一直是“老大难”。科研团队调研发现，农民遇阴雨天气常提前收获，导致籽粒灌浆不足；人工收获劳动强度大、效率低，损失率高达10%以上。
如何解决？科研人员在多地试验中发现，玉米成熟有明确信号：苞叶干枯、籽粒乳线消失、出现黑色层。按此标准晚收5～7天，千粒重能增加10～15克，亩产提高4.9%～8.9%。但老乡担心“晚收遇雨会发芽”，团队就蹲点记录不同收获期的产量和品质数据，用事实证明适时晚收的优势。2023年，该项技术深入广西各地推广，解决了人工收获劳动强度大和玉米收获期偏早导致籽粒灌浆成熟度不够的问题。
为配套晚收技术，团队引进适合山区的小型联合收割机，实现摘穗、脱粒、清选一次性完成，损失率降到3%以下。“以前收玉米，全家老少齐上阵，累得腰酸背痛。现在机器一响，半天收完，还不用晒那么久，真是省大事了。”村民的赞叹，让团队倍感欣慰。
截至目前，科研团队已开展大型现场技术观摩会10余次，培训技术人员及农户1.8万余人次，印发技术手册等资料10余万份。十七载攻坚路，“五改”技术让喀斯特山区的玉米地焕发新生，不仅破解了种植难题，更铺就了一条科技助农、乡村振兴的幸福大道。
玉米机械化晚收技术
团队简介：
广西农科院玉米所玉米栽培生理研究室，现有 6人，其中副研究员 2 人，助理研究员 2 人，硕士 4 人，聘用工人和科研助理各1人。主要从事玉米生理生化研究及高产栽培技术和玉米全程机械化栽培技术等研究工作。先后承担国家玉米产业技术体系南宁综合试验站、公益性行业（农业）科研专项项目、广西创新驱动等多项省部级项目，发表相关科技论文 35 篇，2011 年以来获广西科技进步奖二和三等奖各 1 项、广西农科院科技进步奖一等奖 1 项、二等奖 1 项，发布地方标准 1 项，获授权专利 24 项，成果登记 19 项。
玉米所 吕巨智供稿/供图
一审一校：时成俏
